根据对电能存储器件的预测影响操作混合电动力系的方法技术

一种混合电动力系包括电能存储器件和电机。公开了一种用于操作该动力系的方法，用于控制电机以有效地获得预定的电能存储器件的寿命状态轮廓。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及电能存储器件。更加特别地，本专利技术涉及预测对电能存储器件的影响以及根据该影响管理寿命状态。
技术介绍
车辆的各种混合动力推进系统使用电能存储器件向电机提供电能，该电机通常与内燃机结合并操作成向车辆提供动力转矩。一种示例性混合动力结构包括双模式复合分离的电动机械传动装置，它利用了从原动机动力源接收动力的输入构件和将动力从传动装置传递到车辆传动系统的输出构件。第一和第二电机，即电动机/发电机可操作地与能量存储器件连接，用于在它们之间交换电能。提供一控制单元用于调节能量存储器件和电机之间的电能交换。该控制单元还调节第一和第二电机之间的电能交换。在汽车动力系统中设计考虑的因素之一是能够提供一致的汽车性能和元件/系统的使用寿命。混合动力汽车，更加特别地是其中采用了电池组系统的混合动力汽车给汽车系统的设计者提出了新的挑战和权衡。已经发现，电能存储器件如电池组系统的使用寿命随着电池组的静止温度(resting temperature)的降低而延长。然而，较冷的工作温度限制了电池的充电/放电性能，直到电池组的温度升高。较暖的电池组更加容易向汽车推进系统提供所需的动力，但是持续的较暖的工作温度会导致使用寿命缩短。现代的混合动力汽车系统管理混合动力系统的工作的各个方面，以获得改进的电池使用寿命。例如，控制电池放电深度，限制安培-小时(A-h)通过量，以及使用对流风扇冷却电池组。汽车工作的周围环境条件在很大程度上被忽略了。然而，周围环境条件对电池的使用寿命有很大的影响。特别地，投放到整个北美的各个地理区域的同一型号的混合动力汽车不可能拥有相同的电池组寿命，即使所有汽车在同一循环下驱动。如果要导出有用的电池寿命的估计，就必须考虑汽车的环境。附加地，顾客预期、竞争和政府法规强加了必需满足-->的多种性能标准，包括电池组的使用寿命。有用的是使混合动力控制系统具有一种能力，该能力用于估计或者确定工作参数如电流电平对电池组寿命的潜在影响，从而使用这种信息积极地控制混合动力系统的工作进而优化电池寿命。
技术实现思路
一种混合电动力系，包括适用于与混合动力的车辆动力系交换电能的电能存储器件，该车辆动力系包括第一和第二电机。每个电机可操作成向双模式复合分离的电动机械传动装置提供转矩，该传动装置具有四个固定的齿轮比和两个连续变化的工作模式。一种用于操作动力系的方法包括在车辆的活动周期中对电能存储器件的电流建立多个值，以及对于每个相应的值，根据该相应的值确定电能存储器件寿命状态的对应变化。根据确定的寿命状态的变化来操作电机。优选地，电机操作成实现预定的寿命状态轮廓。根据一个实施例，根据确定的寿命状态的变化和预定的寿命状态轮廓，来通过限制允许的电机电流来实现这种寿命状态轮廓。根据一个可替换的实施例，根据确定的寿命状态的变化和预定的寿命状态轮廓，来通过形成允许的电机电流来实现这种寿命状态轮廓。优选地，根据电流的积分、电能存储器件的放电深度以及电能存储器件的工作温度因数来确定寿命状态的变化。电能存储器件的放电深度优选根据电流来确定。此外，电能存储器件的工作温度因数根据电能存储器件的电流和温度来确定。附图说明本专利技术在某些部件和部件的布置方面采用物理形式，并详细地在随附的附图中描述和示出了这些部件的一个实施例，这些附图构成本专利技术的一部分，其中：图1是根据本专利技术用于控制系统和动力系的一个示例性结构的示意图；图2和3是根据本专利技术的算法框图；图4是根据本专利技术的示例性数据图。具体实施方式-->现在参考附图，其中所示出的仅仅是为了说明本专利技术的目的，而不是为了限制本专利技术，图1示出了控制系统和根据本专利技术的实施例构造的示例性混合动力系统。该示例性混合动力系统包括多个操作成向传动装置提供动力转矩的转矩产生装置，该传动装置向传动动力系统提供动力转矩。该转矩产生装置优选包括内燃机14和第一和第二电机56、72，该第一和第二电机操作成将从电能存储器件74提供的电能转换成动力转矩。该示例性传动装置10包括双模式复合分离的电动机械传动装置，其具有四个固定的齿轮比，其还包括多个齿轮，该齿轮操作成通过包含在该传动装置中的多个转矩传递装置将动力转矩传递到输出轴64和传动系统。示例性传动装置10的机械性质在标题为“具有四个固定比的双模式复合分离的混合动力电动机械传动装置”的美国专利No.6,953,409中详细公开，在此将该专利引入作为参考。该控制系统包括通过局域通信网络交互的分布式控制模块结构，用于向动力系统提供行动控制(ongoing control)，该动力系统包括发动机14，电机56、72以及传动装置10。根据本专利技术的一个实施例可以构造示例性的动力系统。由于来自存储于电能存储器件(ESD)74中的燃料或电势的能量转换，该混合传动装置10从转矩产生装置接收输入转矩，该转矩产生装置包括发动机14和电机56、72。典型地，该ESD74包括一个或多个电池。在不改变本专利技术的思想的条件下，可以使用能够存储电能并分配电能的其它电能存储器件代替电池。该ESD74优选根据多种因素确定尺寸，该因素包括再生要求、与通常的道路坡度和温度相关的应用问题、以及诸如排放物的推进要求、动力辅助和电灶(electric range)。该ESD74通过直流电线与传动功率变换器模块(TPIM)19高压直流耦合，该直流电线表示为传递导线27。该TPIM19通过传递导线29将电能传递给第一电机56，类似地，该TPIM19通过传递导线31将电能传递给第二电机72。电流可根据ESD74是否被充电或放电而在电机56、72和ESD74之间传递。TPIM19包括一对功率变换器和相应的电动机控制模块，该电动机控制模块配置成接收电动机控制命令并由此控制变换器的状态，从而提供电动机驱动或再生功能。电机56、72优选包括已知的电动机/发电机装置。在电动机控制-->中，相应的变换器从ESD接收电流，并通过传递导线29和31向相应的电动机提供交流电流。在再生控制中，相应的变换器通过相应的传递导线从电动机接收交流电流，并向直流电线27提供电流。提供给变换器或者从变换器提供的净直流电流可确定电能存储器件74的充电或放电工作模式。优选地，电机A56和电机B72是三相交流电机，并且变换器包括辅助性三相电力电子器件。在图1中示出的并在下文描述的部件包括整个汽车控制结构的附属设备，这些部件操作成对这里描述的动力系统提供协调的系统控制。该控制系统操作成收集和综合相关的信息和输入，然后执行算法以控制各个致动器进而获得控制目标，包括一些参数，例如燃料经济性、排放物、性能、驱动性能，以及硬件保护，该硬件包括ESD74的电池和电机56、72。控制系统的分布式控制模块结构包括发动机控制模块(‘ECM’)23、传动装置控制模块(‘TCM’)17、电池组控制模块(‘BPCM’)21，以及传动功率变换器模块(‘TPIM’)19。混合动力控制模块(‘HCP’)5提供上述控制模块的拱形(overarching)控制和协调。一用户界面(‘UI’)13可操作地与多个装置连接，通常汽车驾驶员可通过这些装置控制或调整动力系的操作，该动力系包括传动装置10。对用户界面13的示例性汽车驾驶员的输入包括油门踏板、刹车踏板、变速齿轮选择器和车辆速度巡航控制。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于操作混合电动力系的方法，该混合电动力系包括适用于与混合动力的车辆动力系交换电能的电能存储器件，该车辆动力系包括第一和第二电机，每个电机操作成向双模式复合分离的电动机械传动装置提供转矩，该传动装置具有四个固定的齿轮比和两个连续变化的工作模式，该方法包括：　　　　在车辆的活动周期中对电能存储器件的电流建立多个值；　　　　对于每个相应的值，根据该相应的值确定电能存储器件寿命状态的对应变化；以及　　　　根据确定的寿命状态的变化来操作电机。

【技术特征摘要】
US 2006-6-7 11/4227001.一种用于操作混合电动力系的方法，该混合电动力系包括适用于与混合动力的车辆动力系交换电能的电能存储器件，该车辆动力系包括第一和第二电机，每个电机操作成向双模式复合分离的电动机械传动装置提供转矩，该传动装置具有四个固定的齿轮比和两个连续变化的工作模式，该方法包括：在车辆的活动周期中对电能存储器件的电流建立多个值；对于每个相应的值，根据该相应的值确定电能存储器件寿命状态的对应变化；以及根据确定的寿命状态的变化来操作电机。2.如权利要求1所述的方法，其中根据确定的寿命状态的变化来操作电机包括操作电机以实现预定的寿命状态轮廓。3.如权利要求2所述的方法，其中操作电机以实现预定的寿命状态轮廓包括根据确定的寿命状态的变化和预定的寿命状态轮廓，来限制允许的电机电流。4.如权利要求2所述的方法，其中操作电机以实现预定的寿命状态轮廓包括根据确定的寿命状态的变化和预定的寿命状态轮廓来形成电机电流。5.如权利要求1所述的方法，其中根据电流的积分、电能存储器件的放电深度以及电能存储器件的工作温度因数来确定寿命状态的变化。6.如权利要求5所述的方法，其中电能存储器件的放电深度根据电流来确定。7.如权利要求5所述的方法，其中电能存储器件的工作温度因数根据电能存储器件的电流和温度来确定。8.一种用于操作混合电动力系的方法，该混合电动力系包括适用于与混合动力的车辆动力系交换电能的电能存储器件，该车辆动力系包括第一和第二电机，每个电机操作成向双模式复合分离的电动机械传动装置提供转矩，该传动装置具有四个固定的齿轮比和两个连续变化的工作模式，该方法包括：在车辆的活动周期中为电能存储器件的电流提供多个潜在电流；-->对于每个潜在电流，预测对电能存储器件寿命状态的相应影响；以及根据预测的对电能存储器件寿命状态的影响来操作电机。9.如权利要求8所述的方法，其中根据预测的对电能存储器件寿命状态的影响来...

【专利技术属性】
技术研发人员：AM策特尔，AH希普，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]